申请/专利权人：华北水利水电大学

申请日：2021-09-25

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN113849931B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F113/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.01.14#实质审查的生效;2021.12.28#公开

摘要：一种水轮机模式液力透平叶片的优化设计方法，利用可回收液体具有的水头H和流量Q，设计得到叶片的外形尺寸和叶片形状，包括：叶片进口直径D1、进口宽度b1、出口直径D2、转速n、叶片进口安放角β1、出口安放角β2以及进口安放角β1和出口安放角β2之间的变化规律，最终得到水轮机模式液力透平叶片；本发明方法可以快速得到满足要求、性能较优的液力透平叶片，设计成本大大减小，设计时间大大缩短，设计得到的液力透平叶片具有较高的效率，完全能满足用户要求，设计方法适用范围广，有显著的社会和经济效益。

主权项：1.一种水轮机模式液力透平叶片的优化设计方法，其特征在于，针对工业生产中液体余压回收要求，利用回收液体具有的水头H和流量Q，设计得到叶片的外形尺寸和叶片形状，包括：叶片进口直径D1、进口宽度b1、出口直径D2、转速n、叶片进口安放角β1、出口安放角β2以及进口安放角β1和出口安放角β2之间的变化规律，最终得到水轮机模式液力透平叶片；具体包括以下步骤：1、根据工业生产中可回收液体的水头H和流量Q，计算转速n和叶片进口直径D1，计算公式为： 式中，H—水头，单位m、Q—流量，单位m3s、n—转速，单位rmin、D1—叶片进口直径，单位m；转速n和叶片进口直径D1的取值原则为：1同时满足式1-式3；2转速n取值为100的倍数；直径D1取值为小数点后保留一位数字；3转速n和直径D1在满足式1-式3的同时，取小值；2、利用步骤1中得到的参数D1，计算叶片进口宽度b1和叶片出口直径D2，计算公式为：b1＝0.1D1式40.55D1≤D2≤0.65D1式5式中，b1—叶片进口宽度，单位m；D2—叶片出口直径，单位m；叶片进口宽度b1和叶片出口直径D2的取值原则为：1叶片进口宽度b1满足式4；2叶片出口直径D2满足式5，取值保留小数点后一位数字；3、利用步骤1中得到的参数n以及已知参数水头H和流量Q，计算叶片进口安放角β1，计算公式为： 式中，β1—叶片进口安放角，单位°；叶片进口安放角β1的取值原则为：四舍五入取整数；4、利用步骤1中得到的转速n、叶片进口直径D1，和步骤2中得到的叶片进口宽度b1、叶片出口直径D2，以及已知参数流量Q，计算叶片出口安放角β2；计算公式为： 式中，β2—叶片出口安放角，单位°；叶片出口安放角β2的取值原则为：四舍五入取整数；5、叶片形状的形成：根据步骤1和步骤2得到的叶片外形尺寸，包括：叶片进口直径D1、叶片进口宽度b1和叶片出口直径D2，绘制叶片轴面图；利用步骤3和步骤4中得到的叶片进口安放角β1和叶片出口安放角β2，按下凹形状给定叶片流线从进口到出口的安放角变化规律，叶片流线从进口到出口的安放角变化规律给定原则为：满足下凹趋势，并保证从叶片进口到出口的安放角光滑过渡，得到叶片型线，进而得到叶片形状，实现叶片优化设计。

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